随着航空发动机推重比、稳定性和耗油率等性能参数的提升，以及畸变进气因素对轴流压气机稳定工作裕度的恶化影响。发展宽稳定裕度且高效运行的航空压气机是必然趋势。但传统稳定性拓宽手段伴随效率损失的特点一直困扰着设计工程师。针对这一问题，亟需建立可兼顾效率和扩稳的稳定性拓宽方法优化设计平台。 

　　面向这一需求，中国科学院工程热物理研究所建立了基于NSGA-Ⅱ遗传算法与Kriging代理模型的机匣处理与叶片一体化优化平台，采用基于叶顶轴向动量稳定裕度特征量与熵产损失模型预测风扇在施加机匣处理情况下的稳定裕度与效率，借助改善期望准则选取扩稳效果良好且有利于提升模型准确性的设计。相比现有经验设计而言，该设计平台可以在初值敏感性较小的条件下自动寻优，且不需要通过大量非定常计算即可获得优化设计的性能参数，大大加快了扩稳增效机匣处理造型的设计流程。

　　借助上述平台，研究人员以某型两级风扇作为研究载体，实验验证了优化机匣处理在均匀来流和畸变来流条件下均可实现扩稳增效的效果。畸变条件下优化机匣处理可在效率提升0.87%的前提下，使风扇的失速裕度增大13.31%。同时通过精细化壁面动态测量技术，揭示了机匣处理在端区的波涡推进及扰动控制机制，并研究了畸变-机匣处理对风扇失速模式的耦合作用机制。 

　　相关研究成果以中国科学院工程热物理研究所为第一单位收录于ASME Turbo Expo 2023国际会议，通讯作者为工程热物理所研究员杜娟，第一作者为工程热物理所博士生李益涵，并被推荐至Journal of Turbomachinery期刊。本研究工作得到国家科技重大专项及国家自然科学基金优秀青年科学基金项目的支持。

机匣处理试验件示意图及缝间精细化测量结果